JPH0684496A - 高圧金属蒸気放電ランプ - Google Patents
高圧金属蒸気放電ランプInfo
- Publication number
- JPH0684496A JPH0684496A JP23658992A JP23658992A JPH0684496A JP H0684496 A JPH0684496 A JP H0684496A JP 23658992 A JP23658992 A JP 23658992A JP 23658992 A JP23658992 A JP 23658992A JP H0684496 A JPH0684496 A JP H0684496A
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- Japan
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- discharge lamp
- vapor discharge
- metal vapor
- pressure
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 広い入力範囲で色特性の変化の少ない調光が
できるとともに始動特性のよい高圧金属蒸気放電ランプ
を提供することを目的とする。 【構成】 少なくとも一対の電極2、2を備えた発光管
Hバルブ1内にNaI、ScI3 などの金属ハロゲン化
物とキセノンガス、クリプトンガス、アルゴンガスから
選ばれた希ガスとを封入し、水銀を封入していないこと
を特徴としている。
できるとともに始動特性のよい高圧金属蒸気放電ランプ
を提供することを目的とする。 【構成】 少なくとも一対の電極2、2を備えた発光管
Hバルブ1内にNaI、ScI3 などの金属ハロゲン化
物とキセノンガス、クリプトンガス、アルゴンガスから
選ばれた希ガスとを封入し、水銀を封入していないこと
を特徴としている。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は調光時色変化を少なくす
ることが可能な金属ハロゲン化物を封入した高圧金属蒸
気放電ランプに関する。
ることが可能な金属ハロゲン化物を封入した高圧金属蒸
気放電ランプに関する。
【0002】
【従来の技術】高圧水銀ランプの効率および演色性を一
層改善するため、発光物質として水銀のほかに金属ハロ
ゲン化物を加えたメタルハライドランプと呼ばれるラン
プがある。このメタルハライドランプは、透光性セラミ
ックスや石英ガラスからなるバルブ内に水銀と希ガスと
NaI−ScI3 などとを一緒に封入して発光管が構成
され、屋内、屋外用の一般照明用として広く使用されて
いる。
層改善するため、発光物質として水銀のほかに金属ハロ
ゲン化物を加えたメタルハライドランプと呼ばれるラン
プがある。このメタルハライドランプは、透光性セラミ
ックスや石英ガラスからなるバルブ内に水銀と希ガスと
NaI−ScI3 などとを一緒に封入して発光管が構成
され、屋内、屋外用の一般照明用として広く使用されて
いる。
【0003】しかし、このランプは高効率で高演色性の
性能をもつが、明るさを順次変化させる調光点灯を行う
と発光色が変化し、また、始動時に短時間で光束を立ち
上げることができないという欠点がある。
性能をもつが、明るさを順次変化させる調光点灯を行う
と発光色が変化し、また、始動時に短時間で光束を立ち
上げることができないという欠点がある。
【0004】この短時間で光束が立ち上がらないのは、
水銀や金属ハロゲン化物が蒸発するのに時間がかかるた
めである。
水銀や金属ハロゲン化物が蒸発するのに時間がかかるた
めである。
【0005】また、調光が難しいのはランプ入力を変え
るとランプ内の発光物質の蒸気圧バランスがくずれて色
特性が変化してしまうからである。NaI−ScI3 を
封入した例で説明すると、NaI、ScI3 は蒸気圧が
低いのに対して水銀は蒸気圧が高く完全に蒸発してしま
っている。
るとランプ内の発光物質の蒸気圧バランスがくずれて色
特性が変化してしまうからである。NaI−ScI3 を
封入した例で説明すると、NaI、ScI3 は蒸気圧が
低いのに対して水銀は蒸気圧が高く完全に蒸発してしま
っている。
【0006】たとえばNaI−ScI3 −Hgを封入し
たメタルハライドランプを定格の入力で点灯すると図5
のような分光分布を示す。
たメタルハライドランプを定格の入力で点灯すると図5
のような分光分布を示す。
【0007】同じこのランプを定格の半分の入力で点灯
すると図6のような分光分布となり、この図5および図
6からみると、Hg(水銀)は両者において完全に蒸発
しているのに対して、図6の場合発光管内のNaI−S
cI3 の蒸気圧は発光管の温度が下がるので非常に小さ
くなる。このため、Na(ナトリウム)とSc(スカン
ジウム)の発光は大幅に下がり、殆ど水銀発光のみにな
り、色特性は大幅に変わってしまい非常な違和感があ
る。
すると図6のような分光分布となり、この図5および図
6からみると、Hg(水銀)は両者において完全に蒸発
しているのに対して、図6の場合発光管内のNaI−S
cI3 の蒸気圧は発光管の温度が下がるので非常に小さ
くなる。このため、Na(ナトリウム)とSc(スカン
ジウム)の発光は大幅に下がり、殆ど水銀発光のみにな
り、色特性は大幅に変わってしまい非常な違和感があ
る。
【0008】水銀はランプ電圧を維持するバッファーガ
スとして使用されるが、このように水銀入りランプでは
入力を変えたとき、水銀の発光と他の発光金属(Naと
Sc)との発光のバランスが変わり、このため調光がで
きない結果となる。
スとして使用されるが、このように水銀入りランプでは
入力を変えたとき、水銀の発光と他の発光金属(Naと
Sc)との発光のバランスが変わり、このため調光がで
きない結果となる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】この発明が解決しよう
とする問題点は,従来の高圧放電ランプでは入力を変化
させると水銀とハロゲン化物のバランスがくずれて色特
性が大きく変わり、所望の調光ができないことおよび始
動時の光束の立上がりが遅い点である。
とする問題点は,従来の高圧放電ランプでは入力を変化
させると水銀とハロゲン化物のバランスがくずれて色特
性が大きく変わり、所望の調光ができないことおよび始
動時の光束の立上がりが遅い点である。
【0010】本発明は広い入力範囲で色特性の変化の少
ない調光ができるとともに始動特性のよい高圧金属蒸気
放電ランプを提供することを目的とする。
ない調光ができるとともに始動特性のよい高圧金属蒸気
放電ランプを提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に記載
の高圧金属蒸気放電ランプは,少なくとも一対の電極を
備えた発光管バルブ内に金属ハロゲン化物と希ガスとを
封入したことを特徴としている。
の高圧金属蒸気放電ランプは,少なくとも一対の電極を
備えた発光管バルブ内に金属ハロゲン化物と希ガスとを
封入したことを特徴としている。
【0012】本発明の請求項2に記載の高圧金属蒸気放
電ランプは,希ガスがキセノン、クリプトン、アルゴン
から選ばれた少なくとも一種であることを特徴としてい
る。本発明の請求項3に記載の高圧金属蒸気放電ランプ
は,電極間距離をLmm、封入されるキセノンまたはク
リプトンからなる少なくとも一種の希ガスの圧力をP気
圧としたとき、PL≧40であることを特徴としてい
る。
電ランプは,希ガスがキセノン、クリプトン、アルゴン
から選ばれた少なくとも一種であることを特徴としてい
る。本発明の請求項3に記載の高圧金属蒸気放電ランプ
は,電極間距離をLmm、封入されるキセノンまたはク
リプトンからなる少なくとも一種の希ガスの圧力をP気
圧としたとき、PL≧40であることを特徴としてい
る。
【0013】本発明の請求項4に記載の高圧金属蒸気放
電ランプは,電極間距離をLmm、封入されるアルゴン
からなる希ガスの圧力をP気圧としたとき、PL≧50
であることを特徴としている。
電ランプは,電極間距離をLmm、封入されるアルゴン
からなる希ガスの圧力をP気圧としたとき、PL≧50
であることを特徴としている。
【0014】
【作用】入力によりその発光エネルギーが大幅に変化す
る水銀を封入していないので水銀の発光がなく、金属ハ
ロゲン化物および封入ガスの発光であるので入力を変え
ても発光色の変化を極めて低く抑えることができる。
る水銀を封入していないので水銀の発光がなく、金属ハ
ロゲン化物および封入ガスの発光であるので入力を変え
ても発光色の変化を極めて低く抑えることができる。
【0015】
【実施例】以下,本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1は本発明に係る高圧金属蒸気放電ランプを示
す。図中1は石英ガラスからなるバルブ、2、2はバル
ブ1内に対向して設けられた一対の電極、3、3は内方
に電極2、2外方に外導線4、4を接続したモリブデン
などからなる金属箔で、バルブ1の両端部に形成した封
止部5、5内に金属箔3、3を封止している。また、こ
のバルブ1内には発光物質として金属ハロゲン化物たと
えばNaI(ヨウ化ナトリウム)、ScI3(ヨウ化ス
カンジウム)および希ガスたとえばキセノン、クリプト
ン、アルゴンなどが封入され発光管Hを構成している。
する。図1は本発明に係る高圧金属蒸気放電ランプを示
す。図中1は石英ガラスからなるバルブ、2、2はバル
ブ1内に対向して設けられた一対の電極、3、3は内方
に電極2、2外方に外導線4、4を接続したモリブデン
などからなる金属箔で、バルブ1の両端部に形成した封
止部5、5内に金属箔3、3を封止している。また、こ
のバルブ1内には発光物質として金属ハロゲン化物たと
えばNaI(ヨウ化ナトリウム)、ScI3(ヨウ化ス
カンジウム)および希ガスたとえばキセノン、クリプト
ン、アルゴンなどが封入され発光管Hを構成している。
【0016】このような構成の高圧金属蒸気放電ランプ
は点灯時主としてNa(ナトリウム)、Sc(スカンジ
ウム)が発光し所定の特性を呈する。また、ランプへの
入力を変えるとNa(ナトリウム)、Sc(スカンジウ
ム)の絶対発光エネルギーは増減するがその発光比は殆
ど変化しないので色特性の変化は少なく、調光しても違
和感は少ない。
は点灯時主としてNa(ナトリウム)、Sc(スカンジ
ウム)が発光し所定の特性を呈する。また、ランプへの
入力を変えるとNa(ナトリウム)、Sc(スカンジウ
ム)の絶対発光エネルギーは増減するがその発光比は殆
ど変化しないので色特性の変化は少なく、調光しても違
和感は少ない。
【0017】また、キセノンなどはガス状であるためラ
ンプ始動時直ちに放電を生起し発光するので、Na(ナ
トリウム)、Sc(スカンジウム)が蒸発し発光するま
での間を補う作用をなす。
ンプ始動時直ちに放電を生起し発光するので、Na(ナ
トリウム)、Sc(スカンジウム)が蒸発し発光するま
での間を補う作用をなす。
【0018】つぎに,具体例を説明する。内径約10m
mの石英ガラスからなるバルブ1内にトリウム入りタン
グステンからなる一対の電極2、2の先端を約10mm
の間隔を隔てて対向させ、このバルブ1内にNaI(ヨ
ウ化ナトリウム)を約20mg、ScI3 (ヨウ化スカ
ンジウム)を約4mg、キセノンガスを常温で約8気圧
を封入して高圧金属蒸気放電ランプ(以下、本発明ラン
プAという。)を製作した。
mの石英ガラスからなるバルブ1内にトリウム入りタン
グステンからなる一対の電極2、2の先端を約10mm
の間隔を隔てて対向させ、このバルブ1内にNaI(ヨ
ウ化ナトリウム)を約20mg、ScI3 (ヨウ化スカ
ンジウム)を約4mg、キセノンガスを常温で約8気圧
を封入して高圧金属蒸気放電ランプ(以下、本発明ラン
プAという。)を製作した。
【0019】この本発明ランプAを定格入力の150W
(ランプ電圧約90V)で点灯したときの分光エネルギ
分布は図2に示すとおりで、相関色温度は3700Kで
あり、また、このランプAの入力を75Wに下げて点灯
したときの分光エネルギ分布は図3に示すとおりで、相
関色温度は4100Kであり、この本発明ランプAは水
銀の発光がないので入力を変えても、Na(ナトリウ
ム)、Sc(スカンジウム)の発光は同じように変化す
るため、色特性の変動は少ない。
(ランプ電圧約90V)で点灯したときの分光エネルギ
分布は図2に示すとおりで、相関色温度は3700Kで
あり、また、このランプAの入力を75Wに下げて点灯
したときの分光エネルギ分布は図3に示すとおりで、相
関色温度は4100Kであり、この本発明ランプAは水
銀の発光がないので入力を変えても、Na(ナトリウ
ム)、Sc(スカンジウム)の発光は同じように変化す
るため、色特性の変動は少ない。
【0020】すなわち、調光しても違和感が少ない照明
を得ることができた。
を得ることができた。
【0021】また、比較例としてバルブおよび電極条件
が上記と同じで、Hg(水銀)を約25mg、NaI
(ヨウ化ナトリウム)を約20mg、ScI3 (ヨウ化
スカンジウム)を約4mg、アルゴンガスを常温で約1
00Torrを封入したメタルハライドランプ(以下、
従来ランプという。)を用意した。
が上記と同じで、Hg(水銀)を約25mg、NaI
(ヨウ化ナトリウム)を約20mg、ScI3 (ヨウ化
スカンジウム)を約4mg、アルゴンガスを常温で約1
00Torrを封入したメタルハライドランプ(以下、
従来ランプという。)を用意した。
【0022】このランプBを上記と同様な点灯を行なっ
たところ、定格入力の150W(ランプ電圧約90V)
で点灯したときの分光エネルギ分布は図5に示すとおり
で、相関色温度は3800Kであり、また、入力を75
Wに下げて点灯したときの分光エネルギ分布は図6に示
すとおりで、相関色温度は5700Kであった。このよ
うに入力を下げると従来技術の項に記したように、Na
(ナトリウム)とSc(スカンジウム)の発光が大幅に
下がり、殆ど水銀の発光のみとなり、色特性は大幅に変
わってしまい違和感が生じる。
たところ、定格入力の150W(ランプ電圧約90V)
で点灯したときの分光エネルギ分布は図5に示すとおり
で、相関色温度は3800Kであり、また、入力を75
Wに下げて点灯したときの分光エネルギ分布は図6に示
すとおりで、相関色温度は5700Kであった。このよ
うに入力を下げると従来技術の項に記したように、Na
(ナトリウム)とSc(スカンジウム)の発光が大幅に
下がり、殆ど水銀の発光のみとなり、色特性は大幅に変
わってしまい違和感が生じる。
【0023】なお、本発明では上記のように発光物質と
して水銀を封入せず金属ハロゲン化物と希ガスを封入し
て調光と始動特性を向上したが、通常点灯時にランプで
は電極によってエネルギーが消費され電極ロスがあり、
特にランプ電圧を下げた場合には電極によって消費され
る割合が大きくなるので効率が低下する。
して水銀を封入せず金属ハロゲン化物と希ガスを封入し
て調光と始動特性を向上したが、通常点灯時にランプで
は電極によってエネルギーが消費され電極ロスがあり、
特にランプ電圧を下げた場合には電極によって消費され
る割合が大きくなるので効率が低下する。
【0024】本発明者等の実験によれば、このランプ電
圧は電極間距離(Lmm)と希ガスの封入圧力(P気
圧)との積に関係することが分かった。図4はキセノン
ガスを封入した上記実施例のランプ構成において、縦軸
にランプ電圧、横軸に電極間距離(Lmm)と希ガスの
封入圧力(P気圧)との積LP(Lmm×P気圧)をと
ったときの関係を示す。このランプ電圧は電極ロス(通
常電極降下電圧は約15V)を考慮すると50V以上が
望ましく、図4からLPは40以上あればよい。このL
Pの値は希ガスの種類によっても異なりクリプトンガス
(Kr)の場合は上記キセノンガス(Xe)を封入した
場合と同様な結果を示したが、アルゴンガス(Ar)を
封入した場合のLPは50以上を必要とする結果となっ
た。これは、クリプトンガス(Kr)やキセノンガス
(Xe)に対してアルゴンガス(Ar)の電気伝導度が
異なるためによるものと推察される。
圧は電極間距離(Lmm)と希ガスの封入圧力(P気
圧)との積に関係することが分かった。図4はキセノン
ガスを封入した上記実施例のランプ構成において、縦軸
にランプ電圧、横軸に電極間距離(Lmm)と希ガスの
封入圧力(P気圧)との積LP(Lmm×P気圧)をと
ったときの関係を示す。このランプ電圧は電極ロス(通
常電極降下電圧は約15V)を考慮すると50V以上が
望ましく、図4からLPは40以上あればよい。このL
Pの値は希ガスの種類によっても異なりクリプトンガス
(Kr)の場合は上記キセノンガス(Xe)を封入した
場合と同様な結果を示したが、アルゴンガス(Ar)を
封入した場合のLPは50以上を必要とする結果となっ
た。これは、クリプトンガス(Kr)やキセノンガス
(Xe)に対してアルゴンガス(Ar)の電気伝導度が
異なるためによるものと推察される。
【0025】なお、この種のランプとしては、通常電極
間距離(Lmm)は2mm〜100mm位までがよく使
用され,希ガスの封入圧力はガラスバルブの爆発を考慮
すると(常温で)1気圧〜20気圧位までが適当と考え
られ、上限はこれらからおのずと決まる。
間距離(Lmm)は2mm〜100mm位までがよく使
用され,希ガスの封入圧力はガラスバルブの爆発を考慮
すると(常温で)1気圧〜20気圧位までが適当と考え
られ、上限はこれらからおのずと決まる。
【0026】また、本発明はランプのバルブ形状、封入
物、封入物の組成や量、点灯方向、点灯条件などおよび
上記と同様に電極間距離、希ガスの封入圧力を変えて種
々特性を調べたが、その結果はいずれも上記と同様であ
った。
物、封入物の組成や量、点灯方向、点灯条件などおよび
上記と同様に電極間距離、希ガスの封入圧力を変えて種
々特性を調べたが、その結果はいずれも上記と同様であ
った。
【0027】なお,本発明は上記実施例に限定されな
い。たとえば,ランプの形状は図に示す管形に限らず球
状や楕円形状などでもよく、また、バルブの材質も石英
ガラスに限らずアルミナなどの透光性セラミックスであ
ってもよい。
い。たとえば,ランプの形状は図に示す管形に限らず球
状や楕円形状などでもよく、また、バルブの材質も石英
ガラスに限らずアルミナなどの透光性セラミックスであ
ってもよい。
【0028】また、バルブ内に封入する金属ハロゲン化
物は上記のNaI、ScI3 に限らず、DyI3 、Tm
I3 、HoI3 、CeI3 などの希土類金属ハロゲン化
物あるいはCsIなどのアルカリ金属ハロゲン化物など
でもよく、ハロゲンもヨウ素に限らず臭素、塩素などで
もよい。
物は上記のNaI、ScI3 に限らず、DyI3 、Tm
I3 、HoI3 、CeI3 などの希土類金属ハロゲン化
物あるいはCsIなどのアルカリ金属ハロゲン化物など
でもよく、ハロゲンもヨウ素に限らず臭素、塩素などで
もよい。
【0029】さらに、希ガスも単体で封入したものに限
らず、混合封入しても差支えない。さらにまた、発光管
はそのまま一重管としても外管に収容した二重管構造と
してもよく、用途も調光を行う一般照明用、店舗照明
用、劇場ホール用、競技場用などのほか始動性能がよい
ので自動車用などにも使用できる。
らず、混合封入しても差支えない。さらにまた、発光管
はそのまま一重管としても外管に収容した二重管構造と
してもよく、用途も調光を行う一般照明用、店舗照明
用、劇場ホール用、競技場用などのほか始動性能がよい
ので自動車用などにも使用できる。
【0030】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によるランプ
は、水銀の発光がないので入力を変えても、NaI(ヨ
ウ化ナトリウム)、ScI3 (ヨウ化スカンジウム)な
どの金属ハロゲン化物の発光は同じように変化するた
め、色特性の変動は少なく、調光しても違和感が少ない
照明を得ることができた。また、ランプ始動時には希ガ
スの放電が速やかに発生するので、光束の立上がりが速
く良好な照明が得られた。さらに、本発明のランプは水
銀を使用しないので、環境の保護にも貢献できるなど種
々の特徴を有する特性の安定した高圧金属蒸気放電ラン
プを提供できる。
は、水銀の発光がないので入力を変えても、NaI(ヨ
ウ化ナトリウム)、ScI3 (ヨウ化スカンジウム)な
どの金属ハロゲン化物の発光は同じように変化するた
め、色特性の変動は少なく、調光しても違和感が少ない
照明を得ることができた。また、ランプ始動時には希ガ
スの放電が速やかに発生するので、光束の立上がりが速
く良好な照明が得られた。さらに、本発明のランプは水
銀を使用しないので、環境の保護にも貢献できるなど種
々の特徴を有する特性の安定した高圧金属蒸気放電ラン
プを提供できる。
【図1】本発明の放電ランプの実施例を示す正面図。
【図2】本発明ランプの分光エネルギー分布特性を示す
グラフ。
グラフ。
【図3】本発明ランプの分光エネルギー分布特性を示す
グラフ。
グラフ。
【図4】ランプ電圧と電極間距離(L)×希ガス封入圧
力(P)との関係を示すグラフ
力(P)との関係を示すグラフ
【図5】従来ランプの分光エネルギー分布特性を示すグ
ラフ。
ラフ。
【図6】従来ランプの分光エネルギー分布特性を示すグ
ラフ。
ラフ。
1…バルブ 2…電極 H…発光管 L…電極管距離
Claims (4)
- 【請求項1】 少なくとも一対の電極を備えた発光管内
に金属ハロゲン化物と希ガスとを封入したことを特徴と
する高圧金属蒸気放電ランプ。 - 【請求項2】 希ガスがキセノン、クリプトン、アルゴ
ンから選ばれた少なくとも一種であることを特徴とする
上記請求項1に記載の高圧金属蒸気放電ランプ。 - 【請求項3】 電極間距離をLmm、封入されるキセノ
ンまたはクリプトンからなる少なくとも一種の希ガスの
圧力をP気圧としたとき、 PL≧40 の関係にあることを特徴とする請求項1または請求項2
に記載の高圧金属蒸気放電ランプ。 - 【請求項4】 電極間距離をLmm、封入されるアルゴ
ンからなる希ガスの圧力をP気圧としたとき、 PL≧50 の関係にあることを特徴とする請求項1または請求項2
に記載の高圧金属蒸気放電ランプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23658992A JPH0684496A (ja) | 1992-09-04 | 1992-09-04 | 高圧金属蒸気放電ランプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23658992A JPH0684496A (ja) | 1992-09-04 | 1992-09-04 | 高圧金属蒸気放電ランプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0684496A true JPH0684496A (ja) | 1994-03-25 |
Family
ID=17002885
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23658992A Pending JPH0684496A (ja) | 1992-09-04 | 1992-09-04 | 高圧金属蒸気放電ランプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0684496A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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